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CAPITULO 9. TANQUE DE ALMACENAMIENTO ALMACENAM IENTO DE AGUA POTABLE •
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Consumo de agua no es cte. Varía Varía con el t (hora del del día) Suministro teórico es cte, en función del Qmaxdiario - es necesario de un tanque regulador que amortigüe las demandas horarias
Compensar variaciones del consumo durante el día Reserva para casos de incendio Disponer de un v adicional para una emergencia (accidentes, (accidentes, reparaciones o cortes de energía eléctrica) Presión adecuada a la red de distribución • •
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CAPITULO CAPITUL O 9. TANQUE DE ALMACENAMIENTO ALMACENAM IENTO DE AGUA POTABLE
Figura 1
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CAPITULO 9. TANQUE TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE AGUA POTABLE Los tanques pueden construirse: Sobre el terreno (superficiales, enterrados o semi-enterrados), cuando se cuenta un desnivel topográfico que permita el funcionamiento de la red con presiones adecuadas Cuando no se dispone de una topografía adecuada, se proyectará un tanque elevado, tanque de succión y bombeo
Figura 2 y 3 Tanques de distribución Superficial y elevado
Los tanques pueden ser: •
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Cuadrados, circulares, rectangulares (no repercute desde el punto de vista hidráulico) El material debe ser impermeable, proteger contra la corrosión causada por el agua. Diseño estructural contemplará los empujes hidrostáticos, empujes de tierra y flotación del mismo (cuando se encuentre desocupado) Alejado de toda fuente de contaminación: tuberías de alcantarillado a lcantarillado sanitario (30 – 45 45 m), pozos sépticos, letrinas o vertederos. Los tanques son de distribución cuando el agua llegue a este antes de llegar a la población
La capacidad del tanque, o conjunto de tanques (grandes sistemas), considerará: •
Volumen Volumen de regulación
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Volumen en caso de incendios Volumen de reserva
El volumen de almacenamiento se calcula en base a los consumos de la población y su distribución horaria
Cálculo analítico Cálculo Grafico
Generalmente el diseño (analítica o gráfica) se hace por periodos de 24 horas (1 día) Expresado como Qmax_d a través de hidrogramas, que se determinan estadísticamente. Tomando en cuenta esta ley, el hidrograma de consumo de una población pequeña quedaría como se muestra en la figura No. 4
Figura 4
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Tabla 1
El cálculo se hace mediante una tabla como la que se presenta en la tabla 1, considerando la figura 4, la ley de demanda o salida (consumo) la conocemos en función de porcentajes horarios del caudal máximo diario (Qmax_d ), ), en esta misma forma se expresa la ley de entrada (suministro).
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Si la alimentación se efectúa sólo durante unas horas, se tendrá que aumentar los caudales de entrada para compensar las horas en que no haya alimentación y tener al final del día un total que corresponda al 2400 por ciento horario (100 por ciento durante las 24 horas). En la tabla 2 se observa que bombeando de la fuente al tanque durante 8 horas, de 7:00 a 15:00 el porcentaje p orcentaje de suministro es:
Tabla 2.2. - Volumen de regulación regulac ión para un u n suministro sumi nistro de 8 horas al tanque
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El volumen del tanque será:
TANQUE TANQUE REGULADOR (DISEÑO GRAFICO) La fig. ilustra un tanque superficial alimentado por gravedad Inicialmente la pendiente de la curva del suministro es menor que la del consumo (déficit entre A y B) De B a D, la pendiente del suministro es mayor que la del consumo (sobrante de agua en este periodo) Desde D, la pendiente de la curva de suministro es menor que la del consumo, hasta B del día siguiente (déficit). B-B` máximo déficit D-D` máximo exceso Vol Vol tan= BB`+DD` El volum. Necesario para regulación de demanda puede ser el 25% del Qmd
A
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CAPITULO 4. TANQUE REGULADOR
POBLACION DE DISEÑO (HAB)
VOLUMEN DE REGULACION (m3)
< 5000
30% Qmedio diario
> 5000
25% Qmedio diario
POBLACION DE VOLUMEN DE DISEÑO REGULACIO CONTRA (HAB) INCENDIO (m3) 3 0 00 - 50 0 0
N O SE CO N S IDERA
5000 - 20000
Vi = m3
> 20000
POBLACION DE DISEÑO (HAB)
VOLUMEN DE EMERGENCIA (m3)
< 5000
NO SE CONSIDERA
> 5000
25% Vreg
Vreg + Vi + VE En m3
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Luego de obtener el volumen total del tanque se debe realizar el pre-dimensionamiento, tomando en consideración: A mayor Prof, > costo de los muros perimetrales perimetrales y menor costo de placas de fondo y cubierta A menor Prof, > costo de placas de fondo y cubierta y menor costo de los muros perimetrales. Se puede usar la siguiente relación empírica: H=V+k 3 Donde; H = profundidad (m) V = Volumen Volumen total total (cientos (cientos de m3) K = cte en función de la capacidad Prof mín = 2m
H=V+k 3 B = L = (VT/H) 1/2 Donde; H = profundidad (m) o altura de agua V = Volumen Volumen total total (cientos (cientos de m3) K = cte en función de la capacidad Prof mín = 2m Hreg = Vreg/AxB CnMin = CNmax - Hreg Cfondo = CNmax – H H Ccorona = Cnmax + 0.5
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Cuando los requisitos de capacidad sean grandes, en el diseño de los tanques superficiales debe tomarse en cuenta las siguientes recomendaciones: a)En tanques unitarios es recomendable colocar un paso directo (by-pass) que permita mantener el servicio mientras se efectúa el lavado o la reparación del tanque, con la debida consideración a la sobrepresión que pueda presentarse.
b) Las tuberías de rebose descargarán mediante una interconexión a la tubería de desagüe la cual se conducirá a una descarga final lejos del tanque para no comprometer la estructura es tructura.
Tanques superficiales: recomendaciones (continuación)
c)Se instalarán válvulas de compuerta en todas las tuberías. El número mínimo será de cuatro, cada una de ellas irá ubicada en: ◦
◦
- la tubería del by-pass
◦
- la tubería de salida del tanque
◦
- la tubería de entrada al tanque (prever el golpe de ariete)
- la tubería de desagüe (se deberá tener en cuenta la pendiente del fondo del tanque).
d) Este tipo de tanques deberá ser construido con una cubierta protectora, con tapa de acceso sanitario e incluir accesorios tales como: escaleras ventiladores, aberturas de acceso, cámara de válvulas, etc.
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Recomendaciones: La ubicación del tanque está determinada principalmente por la necesidad y conveniencia de mantener presiones en la red dentro de los límites de servicio, con lo que se logra una distribución con menores pérdidas de carga. Estas presiones en la red están limitadas por Normas, se tiene:
En poblaciones poblacione s de 5000 a 15000hab:
10 m.c.a. m.c. a.
En poblaciones poblacione s de áreas urbanas:
20 m.c.a. m.c. a.
La Pest. no será en ningún caso mayor a:
70 m.c.a. m.c.a .
Accesorios complementarios
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Accesorios complementarios
Accesorios complementarios
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Accesorios complementarios
Accesorios complementarios
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Determinar el dimensionamiento de un tanque almacenamiento superficial para los siguientes datos: Periodo de diseño = 25 años Población de diseño = 6578 hab Q medio diario = 24,5 l/s Cota de la lámina máx. de agua en el tanque = 62.8 24.5 24.5 l/s l/s 2116.8 m3/día m3/día
Q med diario= Q med diario= p= Vreg =
3
6.58 x 10 hab 25% Qmed diario 3
5 29 29 .2 .2 m
Vreg =
50 (p)
Vi =
3
25% Vreg 3
132.30 m
VE = VT =
1/2
128. 128.26 26 m
Vi = VE =
de
Vreg + Vi + VE 3
789. 789.76 76 m
VT =
PREDIMENSIONAMIENTO DEL TANQUE TANQUE SUPERFICIAL 7,90 x 102
VT =
H = V/3 + k H=
4,13 m
B=L= B=L=
(VT/H)1/2 13,82 m
DOS COMPARTIMENTOS
H = V/3 + k H=
3,13 m
B=L= B=L=
(VT/H)1/2 11,23 m
K=
1,5
VT/2 =
394,88
K=
1,8
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TALLER
El tanque de la Figura es alimentado por dos fuentes de abastecimiento con los caudales de bombeo y los tiempos de bombeo indicados. indicados . Se pide calcular el volumen del tanque por medio del método analítico. La población de diseño es de 10000 hab. La cota del nivel máximo de agua es +54,5. Determine el volumen del tanque superficial, dibuje el tanque y coloque las cotas de corona, mínimo nivel de agua, cota de fondo y altura total del tanque. Adicionalmente dibuje el tanque con los accesorios de entrada y salida del tanque.
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